Ecovent——適用于家居和樓宇的舒適物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

ConnectM是一家總部位于波士頓的技術(shù)公司，專注于氣候資產(chǎn)智能化，提供智能數(shù)據(jù)分析/科學(xué)平臺(tái)，以促進(jìn)氣候資產(chǎn)應(yīng)用于美國(guó)地區(qū)的家居和樓宇。這些場(chǎng)所已基本普及管道供暖或制冷系統(tǒng)。通過(guò)帶有控制單元的中央爐或空調(diào)器調(diào)節(jié)空氣溫度，然后通過(guò)風(fēng)道系統(tǒng)傳送到整個(gè)家中。在房間內(nèi)具有通風(fēng)口的場(chǎng)所，釋放出來(lái)的空氣會(huì)根據(jù)恒溫器的設(shè)置使室內(nèi)升溫或降溫。

Ecovent由ConnectM平臺(tái)提供支持，可實(shí)現(xiàn)基于房間單元的氣候控制，兼顧舒適與節(jié)能。它通過(guò)部署的集中式傳感器網(wǎng)絡(luò)測(cè)量整個(gè)家中或辦公室的壓力、溫度和濕度。獲取的數(shù)據(jù)可用來(lái)提供樓宇的熱學(xué)圖。然后，Ecovent根據(jù)移動(dòng)應(yīng)用程序上的溫度設(shè)定值，按照房間單元管理氣流分布，如下面的視頻所示。此功能依據(jù)相對(duì)于各房間設(shè)定值的算法管理決策，采用智能通風(fēng)口和風(fēng)門來(lái)實(shí)現(xiàn)。通風(fēng)口或風(fēng)門可以開合，以允許適量空氣通過(guò)風(fēng)道進(jìn)入房間。

分治算法

現(xiàn)有未采用物聯(lián)網(wǎng)解決方案的系統(tǒng)沒(méi)有對(duì)房屋進(jìn)行分區(qū)，比如單個(gè)房間，而是關(guān)閉一個(gè)房間的出風(fēng)口會(huì)迫使更多的空氣從其他房間的出風(fēng)口排出。此外，由于恒溫器是整體房屋中唯一的傳感器，系統(tǒng)僅根據(jù)恒溫器周圍的溫度供暖/制冷，而不管沒(méi)有恒溫器的其他房間里溫度如何。這意味著，設(shè)置溫度時(shí)很難兼顧整個(gè)房屋的舒適感，使得在自己家里享受舒適成為了一項(xiàng)麻煩的任務(wù)。

正因如此，Ecovent應(yīng)運(yùn)而生。通過(guò)將傳統(tǒng)通風(fēng)口替換為智能通風(fēng)口或風(fēng)門，并采用一些房間傳感器測(cè)量室內(nèi)溫度、壓力和濕度，房主便可將房屋劃分為單個(gè)房間對(duì)應(yīng)的區(qū)域。然后，這個(gè)小型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將信息傳回中央集線器，集線器連接到的互聯(lián)網(wǎng)路由器負(fù)責(zé)收集每個(gè)房間的數(shù)據(jù)，通過(guò)房主智能手機(jī)上的應(yīng)用程序可以訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)。房主還可通過(guò)該應(yīng)用程序獨(dú)立調(diào)節(jié)每個(gè)房間的氣流。由于完全采用無(wú)線方式，該系統(tǒng)可以輕松安裝在每個(gè)房屋中，無(wú)需全新的風(fēng)道系統(tǒng)。

ConnectM房間單元?dú)夂蚩刂频?a href="http://wenjunhu.com/v/tag/773/" target="_blank">工作原理

滿足所有標(biāo)準(zhǔn)的唯一解決方案

Trinamic的智能步進(jìn)電機(jī)IC位于智能通風(fēng)口的中心，使用4節(jié)AA電池，可在保持系統(tǒng)無(wú)線工作的同時(shí)確保3至5年的電池壽命。ConnectM首席科學(xué)顧問(wèn)Nick Lancaster表示，ConnectM為其物聯(lián)網(wǎng)氣候控制系統(tǒng)考慮過(guò)很多方案，TMC5130是唯一符合所有標(biāo)準(zhǔn)的解決方案。

高能效

能效是可行解決方案的首要標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于很多方面都很重要。首先，系統(tǒng)的目標(biāo)之一是通過(guò)對(duì)不必要的房間停止供暖或制冷來(lái)降低能耗。其次，為了與無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)和集線器保持一致，智能出風(fēng)口本身也應(yīng)采用無(wú)線設(shè)計(jì)。這樣便于輕松實(shí)現(xiàn)方案，并且可確保其在房間中不會(huì)比傳統(tǒng)出風(fēng)口更顯眼。再其次，無(wú)線意味著電池供電。如果每個(gè)房間有幾個(gè)通風(fēng)口，則整個(gè)房屋中的通風(fēng)口很容易就達(dá)到二十個(gè)。請(qǐng)牢記，解決方案應(yīng)該提高居家生活的舒適度，如果解決方案要求用戶經(jīng)常起身去更換整個(gè)屋子的電池，那應(yīng)該不是您想要的。Trinamic的TMC5130集成coolStep技術(shù)，通過(guò)將電機(jī)電流調(diào)節(jié)到實(shí)際負(fù)載情況所需的較小量，可節(jié)省高達(dá)75%的能耗。

靜音

解決方案當(dāng)然也需要保持靜音。沒(méi)有人愿意聽到機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的背景噪音。TMC5130芯片使用stealthChop技術(shù)控制通風(fēng)口中的小型電機(jī)。這樣可確保將平滑、干凈的電流正弦波饋送到步進(jìn)電機(jī)。因此電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)和低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)絕對(duì)安靜，這是智能通風(fēng)口的典型工作條件。結(jié)合附加的spreadCycle模式，該驅(qū)動(dòng)器可在廣泛的速度和負(fù)載范圍內(nèi)提供平穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)和良好的功率效率。這意味著不僅是負(fù)責(zé)開合通風(fēng)口的電機(jī)安靜無(wú)聲，而且平穩(wěn)運(yùn)行也可通過(guò)減少振動(dòng)確保整體機(jī)構(gòu)的靜音。

降低BOM

最后的標(biāo)準(zhǔn)是解決方案應(yīng)該盡量減少元件的使用數(shù)量。Trinamic的智能解決方案可通過(guò)stallGuard2達(dá)到此目標(biāo)，意味著系統(tǒng)無(wú)需使用任何外部限位開關(guān)，而是通過(guò)測(cè)量流入和流出電機(jī)的電能差以及返回電源的能量來(lái)使用電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)沒(méi)有剩余能量時(shí)，電機(jī)很可能會(huì)停轉(zhuǎn)。通過(guò)測(cè)量反電動(dòng)勢(shì)，stallGuard2可以檢測(cè)到電機(jī)硬停止，并識(shí)別到它已達(dá)到極限。

stallGuard2的另一特性是它可以確保通風(fēng)口的位置。如果電機(jī)停轉(zhuǎn)，可能會(huì)發(fā)生失步，并且丟失步進(jìn)電機(jī)的位置信息。換言之，Ecovent不知道出風(fēng)口打開或關(guān)閉到何種程度。這是想要調(diào)節(jié)室內(nèi)氣流時(shí)所需的關(guān)鍵信息。為了避免發(fā)生這種情況，安全特性stallGuard2會(huì)停止電機(jī)，使其不會(huì)旋轉(zhuǎn)到錯(cuò)誤的位置。簡(jiǎn)而言之，不再需要各種類型的開關(guān)、編碼器或檢測(cè)器來(lái)確定通風(fēng)口的位置。

確保安全

除了智能步進(jìn)電機(jī)IC和無(wú)線接收器外，每個(gè)智能通風(fēng)口還具有一個(gè)可以密切監(jiān)測(cè)壓力和氣流的傳感器。此特性源于航空工程原理，可優(yōu)化氣流并保持系統(tǒng)的完整性。它可以防止房屋風(fēng)道系統(tǒng)中的壓力積聚，避免出現(xiàn)造成損失和具有潛在危險(xiǎn)的情況，比如因系統(tǒng)泄漏造成空氣壓力強(qiáng)行排出，以及中央爐或空調(diào)過(guò)熱和故障等等。如果發(fā)生這些情況，風(fēng)道系統(tǒng)可能會(huì)在中央爐損壞時(shí)將一氧化碳輸送到您的房屋中。為了避免發(fā)生這種情況，智能通風(fēng)口將在需要時(shí)打開以降低風(fēng)道內(nèi)的壓力。

有了Ecovent，系統(tǒng)的極限永遠(yuǎn)不會(huì)受到考驗(yàn)，可使經(jīng)過(guò)良好氣候調(diào)節(jié)的更加舒適。

審核編輯 ：李倩